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【2017 OTC】油气乱世 唯技术革新者称英雄(八)

【2017 OTC】油气乱世 唯技术革新者称英雄(八)

2017年OTC会议已过。尾声之后,给石油天然气工业留下的不仅是行业现状,更给从业者留下了对未来技术发展的思考。

来自 | OTC
编译 | 二丫

目前,油气业还在继续经历本轮历史上最漫长、最严重的油价下跌期,行业出现了一些前所未有的变化,彻底转型已悄然开始。

为应对用户不断变化的要求,一些油服公司正在研发新技术,并采用新的合同模式,从根本上改变已有的商业模式以及他们与客户的关系。其他一些油服公司暂未针对新的市场环境做出调整,仍然继续向一些小众市场提供无差别的产品和服务(点击查看非常规、数字化、并购重组…油气业下一个价值挖掘点在哪里?)。

电缆输送优化工具提高大位移井电缆作业效率

I-Wheel:我现在就很牛,而且我会变得更牛。

在低油价时期,安全、高效、经济型的作业方式显得更加重要,尤其对于大斜井、大位移井的数据监测和获取作业,上述因素成为大部分技术发展的主要推动力。

为了达到以上目标,电缆工程师需要在裸眼井中进行测井、取样工具的下放和回收,从而在套管井中进行测井工具、射孔枪、投堵、封隔器等工具的操作。麻烦还不止于此,通常为了满足作业要求,这些工具的下入深度往往在20000ft以上。

不过,在作业难度增加的同时,电缆工程师还算是小幸运—电缆技术在不断提高,作业效果也在不断优化,成本和风险都有显著下降。2009年,Probe公司第一次参与到电缆作业中,该公司的技术能够避免使用连续油管和拖车,极大地提高了作业效率,显示出“力挽狂澜”的潜能。随后,Probe公司推出了电缆输送工具优化技术I-Wheel。

I-Wheel能够降低工具输送难度,在大斜度井中应用效果尤为显著,目前已经有多家电缆公司、独立运营商采用了该技术。上百个成功案例中,包括深水作业、海洋油气开发、陆地油气开发、偏远油田开发以及高温高压油井作业,应用地区覆盖中东、远东、西非、墨西哥湾、墨西哥和英国-挪威北海等地区,该技术的应用性能得到证实。

某业内顶尖电缆服务公司在2009年采用了I-Wheel技术,用于优化电缆在斜井、裸眼井中的应用。自此,该公司在北美完成了多口斜度在75°以上的井筒电缆作业。在某次作业中,开发商要求在斜度为68°的井中进行液体取样作业,这是常规的管串取样技术无法完成的。而该公司利用I-Wheel技术不但出色地完成了此次取样任务,还节约了两天的作业时间,为用户也约了大量成本。

当前,据该公司数据显示,I-Wheel技术已经累计为用户节约成本达3000万美元。

降低摩擦阻力,增加下入深度

I-Wheel使用了弹道级别的低摩擦技术,降低了电缆下放过程中与井筒壁的摩擦力,输送工具组下入深度更深,能够提高常规连续油管和牵引器输送测井/射孔工具的效率,甚至彻底避免了此类工具的使用。目前,I-Wheel对于不同井筒尺寸的裸眼井、套管井都已适用,同时应用范围也得到了拓展。

由于I-Wheel具有内嵌式和覆盖式两种配置方式,所以在钻机高度受限的作业中,I-Wheels既能满足输送工具作业要求,又能保持作业工具组最短。得益于耐用、弹道防摩擦设计,I-Wheels在任意井筒中的应用都非常安全,即使在没有进行洗井、井筒维护的情况下,也能完成相关作业。

无论井筒轨迹如何,无论常规电缆技术能否解决的难题,I-Wheels都能完美应对。例如,在某次作业中,客户要将200ft长的射孔枪通过斜度为84°的井段,使用I-Wheels技术后,工具输送摩擦力减少了60%,作业效果得到明显改善。

Probe公司CEO Federico Casavantes表示:“I-Wheel的轮毂可以更换,能够适用不同尺寸的滚轮,即使目标井筒的尺寸不同,也无需对整个工具组进行调整,意味着工具输送系统亦无需变化,能够节约大量时间和成本。我非常确定,我们的技术适用范围广,而且非常有效。”

小井眼I-Wheel技术正在研发中

随着大斜度井、大位移井数量的不断增加,业内对高效电缆输送技术的需求也在提升。为了解决小井眼井摩擦力大、工具易遇阻的难题,Probe公司正在进行小井眼裸眼井电缆输送优化技术的研发。

新型的小井眼井I-Wheel工具外径为5-3/5in,将在2017年夏季投入现场测试。公司负责人表示,新型工具的稳定性将更高,在井筒直径更小、作业区域受限、摩擦力更大的情况下以经济的方式解决工具输送难题,在解决作业困难的同时降低作业成本。

地面和水下控压钻井需求重塑旋转控制装置(RCD)

安全第一,尤其是钻遇窄窗口的时候。

AFGlobal公司发布了一项新的设计概念和材料技术,用以生产一种非旋转主动控制装置从而替代深水钻井应用中的旋转控制装置(RCD)。

地面和水下控压钻井(MPD)设备的专业化发展提高了地面和深海水下RCD的性能,甚至正在摆脱对RCD的需求。

AFGlobal公司生产的MPD设备旨在提高作业安全性和效率,该公司还将发布下一代产品的新设计理念、使用材料和性能。

控压钻井精细化

控压钻井是现代井筒施工中常用的,有时甚至是施工前必备的一种工具,其设备的进步也反映了控压钻井的日益精细化。市场需求让控压钻井中的RCD设备逐渐形成了两条设计发展路径:地面、海面应用以及深海水下应用。

RCD通过密封钻杆和套管之间的环空,引导环空中的液体回流至节流管汇和仪表中。传统RCD由旋转的高弹性密封胶芯和轴承组件组成,虽然传统设计能有效实现其功能,但是却存在磨损和需要维护的问题。在深水应用中,高昂的作业成本使这些RCD相关费用格外引人注目。

作为MPD设备制造商及MPD工程服务供应商,AFGlobal发布了新的设计概念和材料技术用以生产非旋转主动控制装置,从而替代深水应用中的RCD。

地面应用

在地面应用中,RCD安装在防喷器组的顶部。在深水系统中,RCD作为钻井隔水导管的组成部分安装在海底。两种应用方式提出了不同的经济和操作要求,因此需要采用不同的方式来提高安全性和生产效率。

AFGlobal公司的 L系列RCD凝聚了该公司几十年的RCD制造经验,是控压钻井中一种经济有效的工具。L系列RCD根据API 16A,API 16RCD和NACE标准进行技术构建和测试,该装置的胶芯和轴承组件经设计具有很长的使用寿命,并且易于维护,使装置性能得到提升。

水下应用

深水控压钻井的水下RCD设计与传统RCD设计大不相同,其中引入了非旋转装置。 AFGlobal的主动控制装置使用不旋转的液压控制密封套筒,围绕钻杆进行密封。以加强型氨基甲酸乙酯填料为特色的胶芯,与结实耐用的聚四氟乙烯内壳共模成型,制成套筒。当套筒磨损时,胶芯元件主动承压,不断调整朝钻杆压紧,以保证密封性能。

主动承压密封是RCD的重大进步,其性能远超被动承压的旋转弹性体密封。新装置通过调整施加于密封件的液压压力,补偿磨损,并容纳工具接头磨损造成的泄漏。此外,主动压力也是提醒维护的一个磨损指标,确保控压钻井的正常运行。通过更持久耐用的共模成型胶芯元件,同时利用钻井泥浆润滑密封件,RCD设备的使用寿命和性能得到进一步的提升。

控压钻井一体化

主动控制装置是AFGlobal公司立管气侵处理系统(RGH)的一部分,是钻井隔水导管不可分割的一部分,用于解决地层气体释放导致的立管气侵问题,与管汇、仪表、控制系统和其他MPD设备一起作为控压钻井前的基本设备。除了AFGlobal MPD外,RGH还可以轻松兼容其他钻井承包商或运营商的MPD设备。

NControl MPD平台集成了监测、数据、控制、分析和自动化功能。其钻台工作站可提供与其他系统组件的接口,包括流量计、变送器、传感器和阀门。专用管汇能够提供精准的井下压力管理和钻井返出泥浆的集中管理。

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